Fisica, nuova scoperta al Cern sul bosone di Higgs: «Così la "particella di Dio" ci porterà alla materia oscura»

Gli scienziati del Cern di Ginvera hanno rilevato un raro evento di decadimento del bosone di Higgs, una particella talmente fondamentale nel mondo della materia da meritare il soprannome di “particella di Dio” (conferisce la massa alle particelle elementari). La scoperta getta nuove luce sulla fisica quantistica, e sulla misteriosa materia oscura, così prevalente nell’Universo.

Nel 2012, lo stesso esperimento effettuato con il Large Hadron Collider (LHC) - il più grande acceleratore di particelle del mondo - era valso al Cern il Nobel per la fisica: avevano rilevato il bosone, previsto dal modello standard della fisica cinquant’anni prima, ma la cui esistenza non era mai stata provata. Secondo le teorie, il bosone di Higgs ha una vita brevissima e decade velocemente in partcelle più piccole come due fotoni, la materia di cui è composta la luce. 

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Ora, i ricercatori - usando i rivelatori ATLAS e CMS dello stesso LHC hanno assistito al decadimento del bosone, che si è scomposto in un fotone e due leptoni, un altro tipo di particella elementare. Più specificamente, i fisici hanno constatato che il bosone di Higgs decde in un fotone e un paio di elettroni, oppure in un fotone e in un paio di muoni di carica opposta. 

This decay is particularly interesting as undiscovered particles may make their presence felt in quantum loops 💥 https://t.co/VASF0pGbzY

— CERN (@CERN) February 2, 2021

Secondo il modello standard, gli scienziati possono predire le differenti particelle in cui si scompone il bosone.

Il decadimento in due fotoni e due leptoni è particolarmente raro. «Mentre il fotone è privo di massa, il leptone ha una massa infinitesimale, ma non pari a zero», ha spiegato James Beacham, ricercatore del Cern, al sito specializzato Space.com. «I due leptoni hanno colpito il nostro calorimetro molto vicini l’uno all’altro»; ha aggiunto lo scienziato. Con l’avanzare della tecnologia, ha precisato, osservare e studiare il decadimento del bosone diventerà una pratica comune.

Ma quali sono le applicazioni di simili ricerche? I fisici vogliono esplorare le possibilità che superano i limiti del modello standard. «Le nostre teorie - ha aggiunto Beacham - spiegano molte cose del nostro universo fisico, ma non la gravità o la materia oscura». Quest’ultima, che non è mai stata rilevata direttamente, ma solo per il suo effetto sull’universo circostante, costituisce l’80% della materia. «Dobbiamo trovare una finestra, o un portale verso questo mondo oscuro, e cercare di interagire con esso con la sperimentazione. E uno di questi mezzi per accedervi potrebbe essere proprio il bosone di Higgs». Il problema, ha concluso, è che questa via d’accesso “ancora non l’abbiamo trovata”.